虛光子與庫侖力

兩個同號電荷相互排斥，異號電荷相互吸引。我們把這學成庫侖定律：一種穿越虛空的隱形作用，隨距離的平方而減弱。可是，一個電荷怎麼'知道'另一個就在那裡，明明沒有任何可見之物把它們連起來？量子電動力學給出一個驚人的答案：電荷之間在不停地交換虛光子，而這種不息的交換就是力本身。

虛光子是只短暫存在的光子，從真空中借來，還沒來得及被看見就已償還。一個電子發射這樣一個光子，另一個電子吸收它，這樣一來它們就交換了動量——拋出與接住時的反衝被感受為推或拉。把這種交換可能發生的無窮多種方式加起來，讓光子那無質量的傳播子挑起重擔，計算就精確地重現了庫侖的平方反比定律。日常的電力，正是從一個發生了千千萬萬億次的量子過程中湧現出來的。

這幅圖景很深刻，卻容易被過度解讀。溜冰者拋球的畫面自然能解釋排斥，但對吸引似乎講不通（你怎麼靠拋球去把別人拉過來？）。誠實的說法是：虛光子是計算中的項，不是真正的拋射物；數學透過電荷的正負號同樣處理吸引和排斥。真實而經得起檢驗的是結果——庫侖定律及其量子修正——而不是小球來回飛舞的腦內電影。